Polymilchsäure

Polymilchsäure, besser bekannt unter der Abkürzung PLA (Polylactic Acid), ist ohne Zweifel das am häufigsten verwendete Filament in der Welt des FDM-3D-Drucks. Für die meisten Nutzer ist dies das Material, mit dem das Hobby beginnt, und für viele bleibt es die bevorzugte Wahl. Aber was macht dieses Material so beliebt? Im Gegensatz zu herkömmlichen Kunststoffen, die aus Erdöl hergestellt werden (wie ABS), ist PLA ein thermoplastischer Polyester, der aus erneuerbaren, pflanzlichen Quellen gewonnen wird. Denken Sie dabei an Maisstärke, Zuckerrohr oder Tapiokawurzeln. Das verleiht dem Material nicht nur ein umweltfreundlicheres Image, sondern sorgt auch für einzigartige Eigenschaften während des Schmelzprozesses.

Mechanische Eigenschaften: Steif, aber spröde

Ein weit verbreitetes Missverständnis ist, dass PLA 'schwach' sei, weil es leicht zu drucken ist. In Wirklichkeit ist PLA eines der steifsten Materialien, die Sie drucken können. Es hat eine sehr hohe Zugfestigkeit, was bedeutet, dass es sich unter Belastung nicht schnell dehnt oder verformt. Ein massiv gedruckter PLA-Block ist unglaublich hart.

Die Kehrseite dieser Steifigkeit ist die Sprödigkeit. PLA hat nur eine geringe 'Bruchdehnung'. Während Materialien wie PETG oder ABS bei Überlastung nachgeben, wird PLA plötzlich brechen oder zersplittern. Dadurch ist das Material weniger geeignet für Teile, die ständig unter mechanischer Spannung stehen, wie Schnappverbindungen (Snap-Fits) oder Scharniere, die häufig gebogen werden müssen. Für statische Objekte ist es jedoch unschlagbar.

Druckbarkeit und Einstellungen

Die größte Stärke von PLA ist seine Fehlertoleranz. Das Material hat einen relativ niedrigen Schmelzpunkt und fließt leicht. Dadurch ist es möglich, mit sehr hohen Geschwindigkeiten zu drucken, ohne Details zu verlieren.

• Temperatur: Die Düsentemperatur liegt in der Regel zwischen 190°C und 220°C. Ein beheiztes Bett (Heated Bed) ist nicht zwingend erforderlich, wird aber empfohlen (etwa 50°C–60°C), um die erste Schicht schön eben zu halten.
• Kühlung: PLA liebt Kühlung. Für die saubersten Ergebnisse, besonders bei Überhängen und Brücken (Bridging), sollte der Bauteillüfter auf 100% stehen. Dadurch erstarrt der Kunststoff sofort, sobald er die Düse verlässt.
• Schrumpfung: PLA schrumpft beim Abkühlen kaum. Dadurch haben Sie selten Probleme mit 'Warping' (dem Verziehen der Ecken), selbst bei großen Modellen, die das gesamte Druckbett ausfüllen.

Varianten und Ästhetik

Weil PLA so einfach zu verarbeiten ist, verwenden Hersteller es als Basis für zahlreiche exotische Blends (Komposite):

• PLA+ / Tough PLA: Dies sind Blends mit Zusätzen, die die Sprödigkeit verringern. Sie sind zäher und schlagfester als Standard-PLA und kommen dadurch den Eigenschaften von ABS näher.
• Silk / Seide: Durch die Zugabe von Elastomeren erhält das Filament einen extremen Glanz, der Licht reflektiert. Das verbirgt die Druckschichten (Layer Lines) und verleiht ihm ein edles Aussehen.
• Wood / Metall / Stein: PLA kann mit bis zu 40% Holzfasern, Kupferpulver oder Steingranulat gefüllt werden. Es druckt sich wie Kunststoff, fühlt sich nach dem Schleifen jedoch wie das natürliche Material an, riecht so und sieht auch so aus.

Die Achillesferse: Hitzebeständigkeit

Es gibt einen Bereich, in dem PLA versagt: Temperatur. PLA hat eine sogenannte 'Glass Transition Temperature' (Glasübergangstemperatur) von etwa 55°C bis 60°C. Oberhalb dieser Temperatur wird das Material weich und gummiartig. Ein PLA-Druck, der im Sommer auf dem Armaturenbrett eines Autos liegt, wird unweigerlich schmelzen und sich verformen. Auch ein Gehäuse für Elektronik, das warm wird, kann seine Form verlieren. Für den Außeneinsatz oder funktionale Teile in warmen Umgebungen ist PLA daher ungeeignet.

Nachhaltigkeit und Recycling

Obwohl PLA als 'biodegradable' (biologisch abbaubar) bezeichnet wird, bedeutet das nicht, dass Sie es in die Natur oder auf den Komposthaufen im Garten werfen können. PLA zersetzt sich nur unter industriellen Kompostierungsbedingungen (hohe Temperatur, spezifische Feuchtigkeit und Enzyme). In der Natur kann es Jahrzehnte dauern, bis es verrottet. Entsorgen Sie PLA-Abfälle daher immer im Restmüll, es sei denn, Sie haben Zugang zu spezialisiertem Recycling.